第6章　电功率 专题训练八　与电功率有关的图像问题 （含解析） 2025-2026学年物理教科版九年级上册

专题训练八　与电功率有关的图像问题
电阻图像问题
1.(2025泉州阶段练习)如图甲所示电路,电源电压保持不变。闭合开关S,将滑动变阻器的滑片由最右端向左端移动的过程中,电压表与电流表示数的变化关系如图乙所示。下列说法正确的是
(　　)
A.电源电压为12 V
B.R1的阻值为10 Ω
C.电压表与电流表的示数之比变大
D.电路的最小功率为1.4 W
小灯泡图像问题
2.额定电压均为6 V的甲、乙两灯,I-U图像如图所示,下列说法正确的是 (　　)
A.甲、乙两灯的额定功率之比为2∶1
B.甲、乙两灯的电阻均随电压增大而减小
C.甲、乙两灯并联接在电压为2 V的电源两端时,电阻之比为3∶2
D.甲、乙两灯串联接在电压为8 V的电源两端时,实际功率之比为3∶1
3.(2024重庆中考)如图甲所示,电源电压不变,电流表测量范围为0~0.6 A,电压表测量范围为0~
3 V,定值电阻R1大于5 Ω,滑动变阻器R2的规格为“20 Ω　1 A”,小灯泡L的电流随其两端电压变化的图像如图乙所示。若闭合开关S、S1接1,在电路安全的情况下,滑动变阻器R2允许接入电路的最大阻值为15 Ω,则电源电压为　　　　V;若闭合开关S、S1接2,在电路安全的情况下,电路中允许通过的最大电流是最小电流的1.5倍,则电阻R1的阻值为　　　　 Ω。
综合类图像问题
4.(2024内蒙古中考)如图甲所示的电路中,电源电压恒定,闭合开关S,将滑动变阻器的滑片P从最右端滑至灯泡正常发光的位置,两电压表示数与电流表示数变化的关系图像如图乙所示,则下列说法正确的是 (　　)
A.b曲线表示电压表V2示数与电流表示数变化的关系图像
B.电源电压为8 V
C.滑动变阻器接入电路的阻值范围是2~40 Ω
D.灯泡的额定功率为3.5 W
5.(2024泰安中考)如图甲所示电路,电源电压保持不变,电阻R1=20 Ω,图乙为小灯泡L的I-U关系图像。当只闭合开关S1时,电阻R1功率为1.8 W,电流表示数为I1,电路的总功率为P1;当开关S1、S3闭合,S2断开时,电流表示数为I2,电路的总功率为P2;当开关S1、S2闭合,S3断开时,灯泡L正常发光,此时灯泡L的电阻为RL,电路的总功率为P3。已知P1∶P2=1∶5,下列说法中 (　　)
①P2=0.36 W ②R2=5 Ω
③RL=1.8 Ω ④P3=3.6 W
A.只有②④正确 B.只有①④正确
C.只有②③正确 D.只有③④正确
6.(2025日照阶段练习)如图甲所示将小灯泡L和电阻R接入电路中,图乙是小灯泡L和电阻R的I-U图像。同时闭合开关S1、S2时,电流表示数为0.7 A。下列说法正确的是 (　　)
A.图甲所示电路中,电源电压为3 V
B.只闭合开关S1时,小灯泡L电阻为10 Ω
C.同时闭合开关S1、S2时,小灯泡L和电阻R电功率之比为2∶5
D.同时闭合开关S1、S2时,在5 min内电阻R产生的热量为120 J
敏感电阻图像问题
7.(2024东营中考)图甲是某酒精测试仪的简化电路图,R0为定值电阻,R为酒精气体传感器,其阻值随酒精浓度变化的图像如图乙所示。若电源电压不变,闭合开关,当R周围酒精浓度增加时,下列判断正确的是 (　　)
A.电流表示数变小 B.电压表示数变大
C.电压表与电流表示数的比值不变 D.电路消耗的总功率变大
8.热敏电阻的阻值会随温度的变化而变化。图甲是用热敏电阻测量环境温度的电路,电路中电流表的测量范围为0~0.02 A,滑动变阻器R的铭牌上标有“200 Ω　0.3 A”字样,Rt为热敏电阻,其阻值随环境温度的变化关系如图乙所示,电源电压保持不变。
(1)将此电路放入温度为10 ℃的环境中,闭合开关S,调节滑片P,使滑动变阻器接入电路的电阻R=100 Ω,此时电流表的读数为0.01 A,求电源电压。
(2)若环境温度为30 ℃且滑动变阻器接入电路的电阻R=100 Ω,求电流表的示数。
(3)当滑动变阻器全部阻值接入电路时,求能够测量的环境最高温度。
【详解答案】
1.D　解析:闭合开关,R1、R2串联,电流表测量电路中的电流,电压表测量滑动变阻器R2两端的电压;当滑动变阻器的滑片在最右端时,滑动变阻器接入电路的阻值最大,根据欧姆定律可知,此时电路中电流最小,由图乙可知最小电流为0.1 A,此时滑动变阻器两端的电压为12 V,根据串联电路电压特点可得电源电压为U电=U1+U2=IR1+U2 =0.1 A×R1+12 V,当电路中电流为0.5 A时,滑动变阻器两端的电压为4 V,同理可得电源电压为U电=U'1+U'2=I'R1+ U'2=0.5 A×R1+4 V,解得R1=20 Ω,U电=14 V,故A、B错误;由欧姆定律的变形式R=可知,电压表与电流表示数的比值等于滑动变阻器接入电路的阻值,滑动变阻器的滑片由最右端向左移动的过程中,滑动变阻器接入电路的电阻变小,因此电压表与电流表示数的比值变小,故C错误;电源电压不变,根据P=UI可知,电路中电流最小时,总功率最小,电路消耗的最小功率为P最小=U电I最小=14 V×0.1 A=1.4 W,故D正确。故选D。
2.A　解析:甲、乙两灯额定电压均为6 V,由题图可知,甲、乙的额定电流分别为0.6 A、0.3 A,电流之比为2∶1,根据P=UI,电压相等时,功率和电流成正比,所以甲、乙两灯的额定功率之比为2∶1,故A正确;由甲、乙曲线可知,随着电压增大,甲、乙的电流也增大,但电流增速减慢,所以甲、乙两灯的电阻均随电压增大而增大,故B错误;甲、乙两灯并联接在电压为2 V的电源两端时,由图可知,甲、乙的电流分别为0.3 A、0.2 A,电流之比为3∶2,此时电压相等,根据U=IR可知电流与电阻成反比,则甲、乙两灯并联接在电压为2 V的电源两端时,电阻之比为2∶3,故C错误;甲、乙两灯串联时,电流相等,由题图可知,当电流为0.3 A时,甲、乙电压分别为2 V、6 V,电压之比为1∶3,此时电源电压恰好为U=U甲+U乙=2 V+6 V=8 V,符合题意;根据P=UI,电流相等时,功率和电压成正比,则实际功率之比为1∶3,故D错误。故选A。
3.4.5　40
解析:当闭合开关S、S1接1,灯泡和滑动变阻器串联,电压表测量滑动变阻器两端的电压,根据串联分压知识可知,滑动变阻器阻值越大,分压越多,电压表测量范围为0~3 V,则滑动变阻器最大分压为3 V,故滑动变阻器两端电压为3 V时,通过滑动变阻器的电流大小为I1===0.2 A,由图乙可知,当通过灯泡的电流为0.2 A时,其两端的电压为1.5 V,则电源电压为U=U1+U2=3 V+1.5 V=4.5 V。若闭合开关S、S1接2,定值电阻和滑动变阻器串联,电压表测量滑动变阻器两端电压,电流表测量串联电路的电流。电压表测量范围为0~3 V,若电压表示数最大达到3 V,设此时滑动变阻器的阻值为R,因电源电压为4.5 V,则此时R1的阻值为R,电路中电流为,最小;当电路中电流最大时,由题知,最大电流为1.5×=,解得R'=R,因滑动变阻器有阻值,所以电路中的最大电流为
0.6 A,即R1=R=×=3.75 Ω<5 Ω,不符合题意。则电路中电流最小时,电压表示数未达到3 V。因电流表测量范围为0~0.6 A,根据串联电路电流特点结合滑动变阻器的规格可知,通过电路的最大电流为0.6 A(或最大电流为<0.6 A,根据串联电路电阻规律结合欧姆定律可知,滑动变阻器接入电路的电阻最大时,通过电路的电流最小,通过电路的最小电流为)。在移动滑动变阻器滑片的过程中,电路中的最大电流恰好是最小电流的1.5倍,分以下几种情况讨论:①最大电流为0.6 A,最小电流为0.4 A,则R大===11.25 Ω。因电路中电流最小时,R2达到最大阻值,为20 Ω,则R1=R2max-R大=8.75 Ω,不符合题意。②最大电流为,最小电流为,则1.5×=,解得R1=40 Ω。
4.D　解析:电路为串联电路,电压表V1测量滑动变阻器两端电压,电压表V2测量灯泡两端电压。将滑动变阻器的滑片P从最右端滑至灯泡正常发光的位置,滑动变阻器连入电路的阻值变小,电源电压不变,由I=可知,电路中电流变大,由串联电路的分压特点可知,滑动变阻器两端的电压减小,即V1示数变小,灯泡两端的电压变大,即V2示数变大,由图乙可知,b曲线表示电压表V1示数与电流表示数变化的关系图像,a曲线表示电压表V2示数与电流表示数变化的关系图像,故A错误;由图乙可知,当电流为0.2 A时,灯泡两端的电压为1 V,滑动变阻器两端的电压为8 V,串联电路电源电压等于各用电器电压之和,所以电源电压为9 V,故B错误;当电流为0.2 A,两端电压为8 V时,滑动变阻器连入电路的阻值最大,则最大阻值为Rmax===40 Ω,当电流为0.5 A,两端电压为
2 V时,滑动变阻器连入电路的阻值最小,则最小阻值为Rmin===4 Ω,所以滑动变阻器连入电路的阻值范围为4~40 Ω,故C错误;灯泡正常发光时,电路中电流为0.5 A,滑动变阻器两端电压为2 V,则灯泡两端的电压为U额=U-Umin=9 V-2 V=7 V,灯泡的额定功率为P额=U额I额=7 V×0.5 A=3.5 W,故D正确。故选D。
5.A　解析:由图甲可知,当只闭合开关S1时,只有R1和电流表接入电路中,电路的总功率等于R1的电功率,P1=
1.8 W,电源电压U===6 V;当开关S1、S3闭合,S2断开时,电阻R1和R2并联,电流表测量干路中的电流,已知P1∶P2=1∶5,所以电路的总功率P2=5P1=5×1.8 W=9 W,电路的总电阻R===4 Ω,由电阻的并联规律可知,=+,即=+,解得R2=5 Ω,故②正确,①错误;当开关S1、S2闭合,S3断开时,灯泡L和电阻R1并联,电流表测量干路中的电流,灯泡L两端的电压等于电源电压,灯泡L两端的电压是6 V,由图乙可知,通过灯泡的电流是0.3 A,灯泡电阻RL===20 Ω,灯泡的电功率为PL=ULIL=6 V×0.3 A=1.8 W,电阻R1的电功率是1.8 W,电路的总功率为P3=P1+PL=1.8 W+1.8 W=3.6 W,故④正确,③错误。故选A。
6.D　解析:由图甲可知,同时闭合开关S1、S2时,R与灯泡L并联,电流表测量干路的总电流。并联电压相等,由图乙可知,当R与灯泡L两端的电压为2 V时,通过R的电流为0.2 A,通过灯泡的电流为0.5 A,干路的电流恰好为I=IR+IL=0.2 A+0.5 A=0.7 A,满足要求,所以电源电压为2 V,故A错误;当只闭合开关S1时,只有灯泡L工作,则灯泡电压为2 V,通过灯泡的电流为0.5 A,则小灯泡电阻为RL===4 Ω,故B错误;同时闭合开关S1、S2时,小灯泡L和电阻R电功率之比为====,故C错误;同时闭合开关S1、S2时,在5 min内电阻R产生的热量为Q=W=UIRt=2 V×0.2 A×5×60 s=120 J,故D正确。故选D。
7.D　解析:由图甲可知,R0与R并联,电流表测干路电流,电压表测电源电压。由图乙可知,当R周围酒精浓度增加时,R的阻值变小,根据欧姆定律可知,通过R的电流变大,而通过R0的电流不变,则干路电流变大,即电流表示数变大,故A错误。由于并联电路的总电压与各支路两端的电压相等,电源电压不变,则电压表示数不变,故B错误。电压表示数不变,电流表示数变大,则电压表与电流表示数的比值变小,故C错误。电源电压不变,干路电流变大,根据P=UI可知,电路消耗的总功率变大,故D正确。故选D。
8.解:(1)将此电路放入温度为10 ℃的环境中,Rt1=500 Ω,电源电压为
U=I1(R+Rt1)=0.01 A×(100 Ω+500 Ω)=6 V。
(2)环境温度为30 ℃时,Rt2=300 Ω,滑动变阻器接入电路的电阻R=100 Ω,电流表的示数为
I2===0.015 A。
(3)当电路中最大电流为0.02 A时,电路中总电阻最小为
R小===300 Ω,
当滑动变阻器全部阻值接入电路时,R滑=200 Ω,则Rt的阻值为
Rt3=R小-R滑=300 Ω-200 Ω=100 Ω,
此时能够测量的环境最高温度为50 ℃。